輕鬆掌握 Java 泛型（三）：裸類型參數 new 操作的多態遞歸難題

本系列探討 Java 泛型類型添加，本文聚焦未討論的限制之一：支援裸類型參數的 new 操作（如 new T()）。Tiger/JSR-14 採用型別擦除實現泛型：僅用於型別檢查，隨即以界限替換。若 T 界限為 Object，new T() 擦除為 new Object()，顯非所望。若採用非擦除策略（每實例化一獨立類），new 操作引發更多基本語言設計決策。

有效建構子調用問題

為確保 new T() 合法，必須保證調用的建構子對 T 每個實例化有效。但僅知 T 為界限子型別，不知具體建構子。三種方案：

1. 要求所有實例化含無參建構子（同前，缺點相同）。
2. 運行時缺失拋異常（靜態無法知悉所有實例化，錯誤診斷極難，堆疊追蹤可能無關鍵資訊）。
3. 擴充語法：類型參數界限宣告必須建構子集合（契約式，靜態檢查雙方遵守，表達力與安全性最佳，雖語法較繁）。

更嚴重問題：多態遞歸

當泛型類在主體中實例化自身時發生。例：

class C<T> {
  Object nest(int n) {
    if (n == 0) return this;
    else return new C<C<T>>().nest(n - 1);
  }
}

客戶端呼叫 new C<Object>().nest(1000) 將構造 1000 層巢狀實例化 C<C<...>>。若每實例化生成獨立類，編譯期無法知悉所需類集合（數值可能來自用戶輸入）。

三種應對策略

1. 限制實例化數量上限（類 C++ STL，幻數導致不可預期崩潰，維護惡夢）。
2. 靜態禁止多態遞歸（抑制重要設計模式如 List<List<T>>，且因增量編譯無法完全靜態檢測）。
3. 運行時按需構造實例化類別：使用修改的類別載入器，依「模板類別檔」構建新實例化類（常量池留洞，載入時填充）。NextGen 編譯器即採此策略，原型基於 GJ 擴展，支援型別參數的轉型、instanceof、new，並用修改載入器解決多態遞歸。

結語

成熟執行期支援需解決許多微妙設計問題，處理不當將輕易抵消泛型優勢。期盼 Java 演進保持高表達力與健壯性。下一期將討論泛型類型最強大應用：Mixin。